[发明专利]一种二乙烯三胺衍生物、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于正向渗透技术领域，更具体地，涉及一种二乙烯三胺衍生物、其制备方法及应用。

背景技术

水资源短缺问题已影响人类正常生活.世界未来的和平发展与淡水供应息息相关。因此，渗透膜分离技术以低成本地实现污水净化和海水淡化逐渐受到世界各国的关注。正渗透技术下是在此背景下诞生的。正渗透(FO)是一种自然界广泛存在的自发的物理现象，汲取液提供渗透驱动压力使水从高水化学势(即较低渗透压)一侧通过选择透过性膜流向低水化学势(即较高渗透压)一侧。相比反渗透正渗透具有不需外界压力即可实现水的分离过程，亲水膜材料本身可以有效减少膜污染，水的回收率高，汲取液可回收利用，浓水排放少，污染小，节能环保，它是一种极具潜力的环境友好型技术，且具备设备操作简单。广泛用于水再利用、脱盐以及污水处理，能源等诸多领域，受到了许多学科逐渐增长的关注，所述学科包括废水处理，海水淡化、食品果汁浓缩、药物控制与释放、宇航水纯化与再利用，发电等。

正渗透系统的正常工作需要两个关键要素即高渗压的驱动液和选择渗透膜。汲取液的渗透压是决定这种驱动力大小的关键因素。在膜两侧产生的渗透压差正是FO过程得以持续不断进行的驱动压力。理想汲取液应具有以下特点：1)能产生高的渗透压，提供强大地溶液汲水动力，从而获得高的水通量；2)汲取溶质与水能方便、经济地与水进行分离和循环再利用，以低能耗地运行从而降低成本；3)有非常高的稳定性、与膜材料能完好兼容，不发生化学作用，且不会将膜降解；4)在水中能够稳定安全地存在，对生态环境友好无毒等特点。

汲取液作为正渗透过程的关键技术之一，决定了正渗透过程的性能和效率。要想获得一种能同时具备以上特征的理想汲取液并非易事。事实上汲取液的研发滞后已成为正向渗透技术向前发展的一个极为重要的瓶颈之一。目前国内外围绕的汲取液的设计及筛选工作逐步得到展开。汲取液的开发也越来越受到正渗透技术研究同行重视.

为了寻找更为理想的汲取液，人们进行广泛的研究。氯化钠由于能产生高的渗透压和低廉的成本因素一直广泛用作汲取质，但分子量太小非常容易产生严重的ICP；可再生的葡萄糖被用于FO汲取液研究，由于渗透压低很难产生高的水通量；甲酸、乙酸和丙酸，它们的钠盐具有高溶解性和高渗透压的特性，但较小的分子量产生严重的ICP；2012年Ge QC等人采用了一种聚电解质做汲取液，大量的羧酸基团使之产生更大的溶解性同时具有更高渗透压，但在高浓度下溶液粘度过大，这也直接增加ICP。此外，2011年Ling MM报道了一种智能型磁性纳米粒子，平均粒径在21-28nm，远大于FO膜孔径，难以进入膜孔中，能有效较低ICP，但是磁性回收容易聚集。

新生的汲取液不仅要考虑高渗透压，高水能量和低的逆盐流等因素，还要有较低的回收成本。新近，有报道采用EDTA作为汲取质，其具有高的通量，和低的盐流通量，分子量低导致回收成本增加。因此，有针对性的通过有机合成方法，合成高水溶性、高渗透压、环境友好，出廉价和具有较大体积的水溶性有机分子能有效提高水通量，也是寻找新型汲取液的重要途径重要思路。相比较其它汲取液，树枝状有机物有更大的分子量和体积，通过有效的降低逆向盐流并增加水通量，同时通过大孔隙膜方法回收有利于降低回收成本，尤其是以乙二胺为核心的树枝状有机物合成方法简单，可大量合成，成本较低，有望成为新一代的汲取液。

目前正向渗透过程存在的最大的挑战是如何有效地降低可逆盐流和采用高效低能耗手段恢复和浓缩汲取液。纵观目前已经出现的汲取液大部分为有机小分子，其分子体积小非常容易透过FO膜进入到料液中，造成大的盐流，随着FO的长时间运行有机小分子不断的损失，这不仅增加了补充汲取液的成本同时也增加了浓缩过程中的能耗成本。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种二乙烯三胺衍生物、其制备方法及应用，其目的在于通过一种分子体积较大，亲水性能好的正向渗透汲取液，由此解决现有的正向渗透汲取液水流量有限、盐流大的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种二乙烯三胺衍生物，所述二乙烯三胺衍生物为具体有化学式(I)结构二乙烯三胺衍生物的酸或可溶性盐：

其中：n为0、1、2或3。

优选地，所述乙二胺衍生物，其所述二乙烯三胺衍生物为具体有化学式(I)结构的可溶性盐。

优选地，所述乙二胺衍生物，其n为1。

按照本发明的另一方面，提供了一种二乙烯三胺衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：